CCFL电子变压器电路分析
在大尺寸lcd背光照明中，至今仍然是冷阴极荧光灯（ccfl）的一统天下。尽管ccfl将受到高亮度led的挑战，但近年又出现了电极在灯管外部的ccfl，被称作外部电极荧光灯（eefl）。这种eefl我国已有一些公司生产。eefl不仅寿命比ccfl更长，达20万小时以上，而且可以并联，用一个驱动电路可以驱动多根灯管，从而能大幅度地降低成本。因此led欲完全挤占ccfl的市场，并不是那么简单。
ccfl电子变压器有人也称其为ccfl电子镇流器。大多数ccfl电子变压器，都采用低压（3～30v）直流供电。因此，dc／av逆变器将dc电压逆变为高频（20khz～100khz）电压，然后再通过一个升压变压器产生250～650v的高压和2～8ma的电流供ccfl工作。ccfl的触发启动电压范围大多在6001500v之间，也由电子变压器提供。 ccfl电子驱动器大多采用全桥或推挽电路结构，其中全桥驱动电路需要4个开关（mosfet），但输出功率比仅用两个开关的半桥大1倍。
采用控制器max8722a的全桥式电子变压器电路如图1所示。该电路的dc输入电压vin为8～24v，ccfl的灯电压为650v，灯电流为6ma，触发启动电压为1600v（有效值），专门用作大屏幕tft－lcd平板显示器的背光照明。电路的数字pwm（dpwm）频率由ic⑧脚外部电阻r1决定（其值为fdpwm＝209hz＋169kω／r1＝209hz），灯工作频率在45khz与65khz之间。
ic（23）脚输出5.3v的稳压电压，经ic的vdd脚和双二极管d1及（16）脚和（15）脚，为ic中低／高端mosfet栅极驱动器供电。
若全桥功率级用一个高频方波信号源来表示，变压器次级绕组漏感为l，由于c9≤c10（可忽略c10的影响），逆变器简化电路如图2所示。若t1次级与初级绕组之间匝数比（即升压比）为n，反射到次级绕组上的电容为c8′（c8′＝c8／n2），ccfl的理想化等效电阻为rl，去除变压器t1后的等效电路如图3所示。图4所示为在不同负载情况下谐振槽路电压增益频率响应曲线。该频率曲线有一个由l和c8′决定的串联谐振峰值fs和由l、c8′及c9决定的并联谐振峰值fp＝1／2πlc8′，并且fs＝1／2π
在ccfl触发启动之前，ccfl不导通，其阻抗无穷大，电路工作点接近fp，呈现并联谐振特性，像一个电压源，将产生一个1600v的高压使灯管内气体（氖－氩和汞）电离而导通，将灯启动。一旦灯被点亮，灯电阻急剧下降，工作点向fs移动，电路在串联谐振模式操作，像一个电流源。
max8722a③脚上连接的电阻分压器（r2／r3），用作调节和设定变压器t1初级过电流保护电平。电路还提供t1次级电流限制和次级过电压及灯管脱落保护。r4为t1次级绕组电流传感电阻，c9／c10电容分压器用作检测次级过电压，r5用作感测灯电流。
凡是用于lcd背光照明的ccfl电子变压器，都必须配备调光 功能。当在max8722a⑤脚加一个0～2v的模拟调光控制电压时，灯亮度从10%到100%变化，如图5所示。 ccfl灯亮度也可利用100～350hz的数字脉宽调制（dpwm）低频信号来控制。灯亮度与dpwm占空比成正比，dpwm占空比可利用ic引脚cntl调节在9.375%到100%的范围。dpwm频率设置方法有如下三种：
（1）脚freq与地之间连接一个电阻（如图1中的ri），该电阻阻值范围在353kω～101kω之间。当选择r1=169kω时，fdpwm＝209hz。在这种方法中，同步脚sync应接地，dpwm信号从引脚dpwm输出。
（2）将引脚freq连接vcc，可在脚sync上加一个13khz～45khz的高频信号fext，在脚dpwm上可以输出100～350hz的低频信号。fdpwm与fext之间关系为：fdpwm＝fext／128
（3）在脚freq上连接一个100kω的电阻到地，脚sync连接vcc，在脚dpwm上可以加一个100～350hz的低频信号。在此情况下，fdpwm和占空比等于外部信号。
max8722a采用bicmos工艺设计，内含2985个晶体管，能为ccfl提供一切所必需的功能。在图1所示的电路中，可在t1初级再并联一个或更多的变压器，从而可驱动两支或两支以上的ccfl灯管。变压器t1升压比（n）为93，次级绕组漏感l＝260mh。
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采用控制器max8722a的全桥式电子变压器电路如图1所示。该电路的dc输入电压vin为8～24v，ccfl的灯电压为650v，灯电流为6ma，触发启动电压为1600v（有效值），专门用作大屏幕tft－lcd平板显示器的背光照明。电路的数字pwm（dpwm）频率由ic⑧脚外部电阻r1决定（其值为fdpwm＝209hz＋169kω／r1＝209hz），灯工作频率在45khz与65khz之间。
ic（23）脚输出5.3v的稳压电压，经ic的vdd脚和双二极管d1及（16）脚和（15）脚，为ic中低／高端mosfet栅极驱动器供电。
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在ccfl触发启动之前，ccfl不导通，其阻抗无穷大，电路工作点接近fp，呈现并联谐振特性，像一个电压源，将产生一个1600v的高压使灯管内气体（氖－氩和汞）电离而导通，将灯启动。一旦灯被点亮，灯电阻急剧下降，工作点向fs移动，电路在串联谐振模式操作，像一个电流源。
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（2）将引脚freq连接vcc，可在脚sync上加一个13khz～45khz的高频信号fext，在脚dpwm上可以输出100～350hz的低频信号。fdpwm与fext之间关系为：fdpwm＝fext／128
（3）在脚freq上连接一个100kω的电阻到地，脚sync连接vcc，在脚dpwm上可以加一个100～350hz的低频信号。在此情况下，fdpwm和占空比等于外部信号。
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